DE102017209520A1 - Spray disk for injector - Google Patents

Spray disk for injector Download PDF

Info

Publication number
DE102017209520A1
DE102017209520A1 DE102017209520.2A DE102017209520A DE102017209520A1 DE 102017209520 A1 DE102017209520 A1 DE 102017209520A1 DE 102017209520 A DE102017209520 A DE 102017209520A DE 102017209520 A1 DE102017209520 A1 DE 102017209520A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
outlet opening
fluid
spray
recess
spray perforated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102017209520.2A
Other languages
German (de)
Inventor
Max Leonhard
Thorsten Rankel
Felix Birkhold
Markus Buerglin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102017209520.2A priority Critical patent/DE102017209520A1/en
Publication of DE102017209520A1 publication Critical patent/DE102017209520A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1853—Orifice plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/14—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/34—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/025—Adding water
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Eine Spritzlochscheibe (8) für eine Einspritzvorrichtung (2) hat wenigstens eine Austrittsöffnung (10). In der Spritzlochscheibe (8) ist um die wenigstens eine Austrittsöffnung (10) eine Vertiefung (12) derart ausgebildet, dass sie es Fluid (18) ermöglicht, durch die Vertiefung (12) zu der Austrittsöffnung (10) zu strömen und dass wenigstens ein Teil des Fluids (18), das nicht durch die Austrittsöffnung (10) austritt, die Austrittsöffnung (10) in der Vertiefung (12) überströmt.

Figure DE102017209520A1_0000
A spray perforated disk (8) for an injection device (2) has at least one outlet opening (10). In the spray perforated disk (8), a recess (12) is formed around the at least one outlet opening (10) so that it allows fluid (18) to flow through the recess (12) to the outlet opening (10) and that at least one Part of the fluid (18), which does not escape through the outlet opening (10), the outlet opening (10) in the recess (12) flows over.
Figure DE102017209520A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzlochscheibe für eine Einspritzvorrichtung, insbesondere für eine Einspritzvorrichtung, die zum Einspritzen eines flüssigen Reduktionsmittels in den Abgasstrang eines Verbrennungsmotors ausgebildet ist.The invention relates to a spray perforated disk for an injection device, in particular for an injection device, which is designed for injecting a liquid reducing agent into the exhaust gas line of an internal combustion engine.

Stand der TechnikState of the art

Um die Stickoxide (NOx) im Abgasstrom eines Verbrennungsmotors, insbesondere ein Dieselmotors, zu reduzieren, wird ein flüssiges Reduktionsmittel in Form einer Harnstoffwasserlösung („AdBlue“®) in den Abgastrakt des Verbrennungsmotors eingespritzt. Durch Erzeugen von Sprays soll eine gute Durchmischung des Reduktionsmittels mit dem Abgas gewährleistet werden. Um eine gute Durchmischung des Reduktionsmittels mit dem Abgas zu gewährleisten, sollte die Ausbreitungsform der Sprays an die Geometrie des Abgassystems angepasst sein.In order to reduce the nitrogen oxides (NO x ) in the exhaust gas flow of an internal combustion engine, in particular a diesel engine, a liquid reducing agent in the form of a urea water solution ("AdBlue" ®) is injected into the exhaust gas tract of the internal combustion engine. By generating sprays a good mixing of the reducing agent with the exhaust gas is to be ensured. In order to ensure a good mixing of the reducing agent with the exhaust gas, the propagation form of the sprays should be adapted to the geometry of the exhaust system.

Um diese Anpassung zu ermöglichen, stehen verschiedene Verfahren der Sprayaufbereitung zur Verfügung. Es wird zwischen turbulenten Zerstäubern und Drallzerstäubern unterschieden. Ein Drallzerstäuber zeichnet sich durch ein verhältnismäßig homogen in den Raum abgegebenes Spray mit verhältnismäßig kleinen Tropfengrößen aus. Auch wenn in vielen Fällen kleine Tropfen erwünscht sind, kann auch die Anforderung nach größeren Tropfen bestehen, da diese tiefer in Gasströmungen eindringen können und nicht so rasch abgelenkt werden. Größere Tropfen können mit einem Turbulenzzerstäuber erzeugt werden. Diese haben jedoch den Nachteil, dass die abgegebenen Spraykeulen nur einen engen Winkel aufweisen und die Abgabe in einem breiten homogenen Winkel wie mit Drallzerstäubern nicht möglich ist.In order to enable this adaptation, various methods of spray preparation are available. There is a distinction between turbulent atomizers and vortex atomizers. A vortex atomizer is characterized by a relatively homogeneously sprayed into the room with relatively small droplet sizes. Even if small drops are desired in many cases, there may also be a requirement for larger drops, since they can penetrate deeper into gas flows and are not deflected so quickly. Larger drops can be generated with a turbulence atomizer. However, these have the disadvantage that the votes spray lobes have only a narrow angle and the delivery in a wide homogeneous angle as with swirl atomizers is not possible.

Eine ähnliche Problematik ergibt sich auch beim Eindosieren von Kraftstoffen oder Wasser in den Brennraum oder das Abgassystem eines Verbrennungsmotors.A similar problem also arises when dosing of fuels or water in the combustion chamber or the exhaust system of an internal combustion engine.

DE 10 2004 03 5119 offenbart eine Zerstäubereinrichtung für Abgasnachbehandlungsvorrichtungen mit einer Wirbelkammer, die zwischen Ventil und Düsenöffnung ausgebildet ist. DE 10 2004 03 5119 discloses an atomizer for exhaust aftertreatment devices having a swirl chamber formed between the valve and the nozzle orifice.

US 6 102 299 A offenbart eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einer Injektionsnadel, die zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position hin und her bewegbar ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung hat einen Nadelsitz, um die Injektionsnadel in der geschlossenen Position aufzunehmen. Der Nadelsitz hat eine zentrale Öffnung. Eine Spritzlochscheibe ist stromabwärts des Nadelsitzes angeordnet. Stromaufwärts der Spritzlochscheibe ist ein Strahlzerstäuber vorgesehen. Mindestens zwei Brennstoffströme werden so aufeinander geleitet, dass sie miteinander kollidieren. US Pat. No. 6,102,299 A discloses a fuel injector for an internal combustion engine having an injection needle that is reciprocable between a closed position and an open position. The fuel injector has a needle seat to receive the injection needle in the closed position. The needle seat has a central opening. A spray perforated disk is arranged downstream of the needle seat. Upstream of the spray perforated disk, a jet atomizer is provided. At least two streams of fuel are directed towards each other so that they collide with each other.

Offenbarung der Erfindung:Disclosure of the invention:

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Spray mit verhältnismäßig großen Tropfen zu erzeugen, welches sich mit einem großen Spraywinkel in den Raum ausbreitet, wobei die Spraykeule eine möglichst homogene Massenverteilung aufweist.It is an object of the invention to produce a spray with relatively large droplets, which propagates into the room with a large spray angle, the spray lobe having as homogeneous a mass distribution as possible.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst eine Spritzlochscheibe für eine Einspritzvorrichtung, die zum Einspritzen eines Fluids ausgebildet ist, wenigstens eine Austrittsöffnung. In der Spritzlochscheibe ist um die wenigstens eine Austrittsöffnung eine Vertiefung derart ausgebildet, dass sie es dem Fluid ermöglicht, durch die Vertiefung zu der Austrittsöffnung zu strömen, wobei wenigstens ein Teil des Fluids nicht durch die Austrittsöffnung austritt, sondern die Austrittsöffnung in der Vertiefung überströmt. Die Vertiefung ist so ausgebildet, dass wenigstens ein Teil des Fluids, das die Austrittsöffnung überströmt, zur Austrittsöffnung zurückgeführt wird. Das Fluid wird der Vertiefung nur von einer Seite zugeführt. Insbesondere verfügt ein Bereich der Vertiefung, der stromabwärts, d.h. in Strömungsrichtung hinter, der Austrittsöffnung angeordnet ist, über keine eigene Fluidzufuhr. In den stromabwärts der Vertiefung angeordneten Bereich gelangt daher nur Fluid, das die Austrittsöffnung überströmt hat.According to one embodiment of the invention, a spray perforated disk for an injection device, which is designed to inject a fluid, comprises at least one outlet opening. In the spray perforated disk, a depression is formed around the at least one outlet opening in such a way that it allows the fluid to flow through the recess to the outlet opening, wherein at least a part of the fluid does not exit through the outlet opening but flows over the outlet opening in the recess. The depression is designed such that at least a portion of the fluid which flows over the outlet opening is returned to the outlet opening. The fluid is supplied to the recess only from one side. In particular, a region of the depression located downstream, i. in the flow direction behind, the outlet opening is arranged, no own fluid supply. Therefore, only fluid which has flowed over the outlet opening passes into the region arranged downstream of the depression.

Ausführungsbeispiele der Erfindung umfassen auch eine Einspritzvorrichtung, die mit einer solchen Spritzlochscheibe ausgestattet ist, und ein Abgasreinigungssystem mit einer derartigen Einspritzvorrichtung. Dabei ist die Einspritzvorrichtung ausgebildet, ein fluides Reduktionsmittel in einen Abgasstrang eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Dieselmotors, einzuspritzen.Embodiments of the invention also include an injection device equipped with such a spray-orifice plate, and an exhaust-gas purification system having such an injection device. In this case, the injection device is designed to inject a fluid reducing agent into an exhaust line of an internal combustion engine, in particular a diesel engine.

Die Vertiefung ist so geformt, dass das Fluid nicht sofort vollständig aus der Austrittsöffnung austritt. Stattdessen überströmt ein Teil des Fluids die Austrittsöffnung und wird dann zur Austrittsöffnung zurückgeführt. Diese Rückströmung hat eine starke Turbulenz des durch die Austrittsöffnung austretenden Fluidstrahls zur Folge.The recess is shaped so that the fluid does not immediately leak out completely from the outlet opening. Instead, a portion of the fluid overflows the exit port and is then returned to the exit port. This backflow has a strong turbulence of the exiting through the outlet fluid jet fluid.

Da die Geometrie der Vertiefung die Massenanteile von direkt austretendem Fluid und zurückströmendem Fluid nicht präzise vorgibt, werden eine zeitlich inhomogene Strömung und eine Spraykeule mit einem breiten Öffnungswinkel erzeugt. Dies hat eine sehr effiziente Vermischung des Fluids zur Folge.Since the geometry of the depression does not precisely predetermine the mass fractions of directly exiting fluid and fluid flowing back, a temporally inhomogeneous flow and a spray lobe having a wide opening angle are produced. This results in a very efficient mixing of the fluid.

In einer Ausführungsform hat die Vertiefung stromaufwärts der Austrittsöffnung eine geringere Tiefe als stromabwärts der Austrittsöffnung. Durch Variation der Tiefe stromaufwärts und stromabwärts der Austrittsöffnung kann das Verhältnis zwischen direkt ausströmendem Fluid und Fluid, das die Austrittsöffnung überströmt gezielt eingestellt werden.In one embodiment, the recess has a smaller depth upstream of the outlet opening than downstream of the outlet opening. By Variation of the depth upstream and downstream of the outlet opening, the ratio between directly outflowing fluid and fluid, which flows over the outlet opening can be adjusted specifically.

In einer Ausführungsform ist die Vertiefung als offener Kanal mit einem stromaufwärtigen Bereich und einem stromabwärtigen Bereich in der Spritzlochscheibe ausgebildet, und das Fluid wird entlang des Kanals zur Austrittsöffnung geführt.In one embodiment, the recess is formed as an open channel with an upstream portion and a downstream portion in the spray disk, and the fluid is guided along the channel to the exit opening.

In dem Kanal kann stromaufwärts der Austrittsöffnung eine Verengung ausgebildet sein. Dadurch kann die Variation im zuströmenden Fluid gesteigert werden. Der Fluidstrahl wird in der auf die Verengung folgenden Erweiterung zu turbulentem Verhalten angeregt, was eine noch stärkere zeitliche Variation des Sprays zur Folge hat.In the channel may be formed upstream of the outlet opening a constriction. As a result, the variation in the inflowing fluid can be increased. The fluid jet is excited to turbulent behavior in the constriction following the constriction, resulting in even greater temporal variation of the spray.

In einer Ausführungsform ist die Vertiefung stromabwärts der Austrittsöffnung so ausgebildet, dass Fluid, das die Austrittsöffnung überströmt, in einem Winkel von 80° bis 100°, insbesondere in einem Winkel von 90° zur Strömung stromaufwärts der Austrittsöffnung zur Austrittsöffnung zurückgeführt wird. Dazu kann die Vertiefung stromabwärts der Austrittsöffnung beispielsweise mit wenigstens einer kreisförmigen oder halbkreisförmigen Rückführungskammer ausgestattet sein, die ausgebildet ist, Fluid, das die Austrittsöffnung überströmt, zur Austrittsöffnung zurückzuführen. Eine derartige Umleitung der Fluidströmung ermöglicht eine weitere Variation des Verhältnisses zwischen direkt ausströmendem Fluid und Fluid, welches die Austrittsöffnung überströmt.In one embodiment, the recess downstream of the outlet opening is formed so that fluid flowing over the outlet opening is returned to the outlet at an angle of 80 ° to 100 °, in particular at an angle of 90 ° to the flow upstream of the outlet opening. For this purpose, the depression downstream of the outlet opening can be equipped, for example, with at least one circular or semicircular return chamber, which is designed to return fluid, which flows over the outlet opening, to the outlet opening. Such a diversion of the fluid flow allows a further variation of the ratio between directly outflowing fluid and fluid, which flows over the outlet opening.

In einer Ausführungsform kann die Spritzlochscheibe mit wenigstens zwei Rückführungskammern ausgestattet sein, wobei die Rückführungskammern insbesondere symmetrisch zur Strömungsrichtung des Fluids stromaufwärts der Austrittsöffnung ausgebildet sind, um eine symmetrische und besonders effektive Rückführung des Fluids zu ermöglichen.In one embodiment, the spray perforated disk can be equipped with at least two recirculation chambers, wherein the recirculation chambers are in particular formed symmetrically to the flow direction of the fluid upstream of the outlet opening in order to enable a symmetrical and particularly effective recirculation of the fluid.

Figurenlistelist of figures

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Dabei zeigt:

  • 1 eine schematische Ansicht einer Einrichtung zum Einspritzen eines in einem Tank gespeicherten Reduktionsmittels in einen Abgasstrang eines Verbrennungsmotors;
  • 2 eine schematische Schnittansicht des abgasstrangseitigen Bereichs einer Einspritzvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 3 zeigt eine Draufsicht auf eine Spritzlochscheibe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 4 zeigt eine vergrößerte seitliche Schnittansicht eines Bereichs um eine der Austrittsöffnungen einer Spritzlochscheibe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 5 zeigt eine Draufsicht auf eine Spritzlochscheibe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 6 zeigt eine Draufsicht auf eine Spritzlochscheibe gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
  • 7 zeigt eine Draufsicht auf eine Spritzlochscheibe gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Embodiments of the invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Showing:
  • 1 a schematic view of a device for injecting a stored reductant in a tank in an exhaust line of an internal combustion engine;
  • 2 a schematic sectional view of the exhaust gas side region of an injection device according to an embodiment of the invention;
  • 3 shows a plan view of a spray perforated disk according to a first embodiment of the invention;
  • 4 shows an enlarged sectional side view of a region around one of the outlet openings of a spray-orifice plate according to a first embodiment of the invention;
  • 5 shows a plan view of a spray perforated disk according to a second embodiment of the invention;
  • 6 shows a plan view of a spray perforated disk according to a third embodiment of the invention; and
  • 7 shows a plan view of a spray perforated disk according to a fourth embodiment of the invention.

Figurenbeschreibungfigure description

1 zeigt eine schematische Ansicht einer Einrichtung zum Einspritzen eines in einem Tank 36 gespeicherten Reduktionsmittels 18 (Fluid), insbesondere einer wässrigen Harnstofflösung („AdBlue“®), in einen Abgasstrang 20 eines Verbrennungsmotors 22, insbesondere eines Dieselmotors 22. 1 shows a schematic view of a device for injecting a in a tank 36 stored reducing agent 18 (Fluid), in particular an aqueous urea solution ("AdBlue" ®), in an exhaust line 20 an internal combustion engine 22 , in particular a diesel engine 22 ,

Im Betrieb der Vorrichtung wird das Fluid 18 aus dem Tank 26 entnommen und von einer Förderpumpe 30 unter erhöhtem Druck über eine geeignete Druckleitung 32 einer unmittelbar am Abgasstrang 20 positionierten Einspritzvorrichtung 2 zugeführt. Die Einspritzvorrichtung 2 spritzt das Fluid 18 im Betrieb in den Abgasstrang 20 ein, wo es sich mit den durch den Abgasstrang 20 strömenden Abgasen 24 des Verbrennungsmotors 22 vermischt.During operation of the device, the fluid becomes 18 from the tank 26 taken and from a feed pump 30 under increased pressure via a suitable pressure line 32 one directly at the exhaust system 20 positioned injector 2 fed. The injector 2 the fluid splatters 18 in operation in the exhaust system 20 one where it is with the through the exhaust line 20 flowing exhaust gases 24 of the internal combustion engine 22 mixed.

2 zeigt eine schematische Schnittansicht des abgasstrangseitigen Bereichs der Einspritzvorrichtung 2. 2 shows a schematic sectional view of the exhaust gas side portion of the injector 2 ,

Die Einspritzvorrichtung 2 umfasst eine dem Abgasstrang 20 zugewandte Spritzlochscheibe 8, in der mehrere Austrittsöffnungen 10 ausgebildet sind, durch die fluides Reduktionsmittel 18 aus dem Inneren der Einspritzvorrichtung 2 in den Abgasstrang 20 strömen kann. Auf der vom Abgasstrang 20 abgewandten Seite der Spritzlochscheibe 8 ist ein Ventilsitz 6 ausgebildet, der durch eine beweglich in der Einspritzvorrichtung 2 gelagerte Ventilkugel 4 geöffnet und verschlossen werden kann, um das Einspritzen des fluiden Reduktionsmittels 18 in den Abgasstrang 20 zu steuern. Die Ventilkugel 20 wird durch einen in den Figuren nicht gezeigten Aktuator bewegt, der von einer ebenfalls nicht gezeigten Steuervorrichtung angesteuert wird, um die gewünschte Menge an fluidem Reduktionsmittel 18 in den Abgasstrang 20 einzuspritzen.The injector 2 includes a the exhaust line 20 facing spray perforated disk 8th in which several outlet openings 10 are formed by the fluid reducing agent 18 from inside the injector 2 in the exhaust system 20 can flow. On the off the exhaust 20 facing away from the spray perforated disk 8th is a valve seat 6 formed by a movable in the injector 2 mounted valve ball 4 can be opened and closed to the injection of the fluid reducing agent 18 in the exhaust system 20 to control. The valve ball 20 is moved by an actuator, not shown in the figures, which is driven by a control device, also not shown, to the desired amount of fluid reducing agent 18 in the exhaust system 20 inject.

Auf der vom Abgasstrang 20 abgewandten (in der 2 oben dargestellten) Seite der Spritzlochscheibe 8 ist um jede der Austrittsöffnungen 10 eine Vertiefung 12 derart ausgebildet, das wenigstens ein Teil des Fluids 18, das den Ventilsitz 6 und die Ventilkugel 4 passiert hat, durch die Vertiefung 12 zur jeweiligen Austrittsöffnung 10 strömt. Die Vertiefungen 12 sind insbesondere so ausgebildet, dass wenigstens ein Teil des Fluids 18 die Austrittsöffnung 10 überströmt und in der Folge zur Austrittsöffnung 10 zurückgeführt wird.On the off the exhaust 20 remote (in the 2 shown above) side of the spray perforated disk 8th is around each of the outlet openings 10 a depression twelve designed such that at least a portion of the fluid 18 that the valve seat 6 and the valve ball 4 has happened through the recess twelve to the respective outlet opening 10 flows. The wells twelve are in particular designed so that at least a portion of the fluid 18 the exit opening 10 overflowed and subsequently to the outlet opening 10 is returned.

3 zeigt eine Draufsicht auf eine Spritzlochscheibe 8 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung von Seiten der Ventilkugel 4. In der 3 sind beispielhaft zwei Austrittsöffnungen 10 mit jeweils einer Vertiefung 12 gezeigt. Der Fachmann versteht jedoch, dass die Spritzlochscheibe 8 mit weniger (einer) oder mehr Austrittsöffnungen 10 und Vertiefungen 12 ausgebildet sein kann. 3 shows a plan view of a spray perforated disk 8th according to a first embodiment of the invention from the side of the valve ball 4 , In the 3 are exemplary two outlet openings 10 each with a depression twelve shown. However, the person skilled in the art understands that the spray perforated disk 8th with fewer (one) or more outlets 10 and depressions twelve can be trained.

4 zeigt eine vergrößerte seitliche Schnittansicht eines Bereichs um eine der Austrittsöffnungen 10. 4 shows an enlarged sectional side view of a region around one of the outlet openings 10 ,

Zwischen der Austrittsöffnung 10 und dem Ventilsitz 6 ist die zuvor beschriebene Vertiefung 12 ausgebildet, durch die das Fluid (Reduktionsmittel) 18 zur Austrittsöffnung 10 strömt. Fluid 18, das die Austrittsöffnung 10 überströmt, wird in einem stromabwärts (in Strömungsrichtung hinter) der Austrittsöffnung 10 angeordneten Bereich 12b der Vertiefung 12 umgeleitet und zur Austrittsöffnung 10 zurückgeführt. Das Fluid wird der Vertiefung 12 nur von einer Seite zugeführt. Der Bereich 12b der Vertiefung 12, der stromabwärts der Austrittsöffnung 10 angeordnet ist, verfügt über keine eigene Fluidverbindung zum Ventilsitz 6. In den stromabwärts der Vertiefung 12 angeordneten Bereich 12b gelangt daher nur Fluid 18, das die Austrittsöffnung 10 überströmt hat. Das zurückgeführte Fluid 18 trifft an der Austrittsöffnung 10 auf frisch zugeführtes Fluid 18. Die hat eine turbulente Strömung zur Folge, die bewirkt, dass das Fluid mit einem großen Spraywinkel und mit einer sehr homogenen Massenverteilung durch die Austrittsöffnung 10 austritt.Between the outlet 10 and the valve seat 6 is the recess described above twelve formed by which the fluid (reducing agent) 18 to the outlet 10 flows. fluid 18 that the exit opening 10 Overflowed, is in a downstream (downstream) of the outlet opening 10 arranged area 12b the depression twelve diverted and to the outlet 10 recycled. The fluid becomes the well twelve supplied only from one side. The area 12b the depression twelve , which is downstream of the outlet 10 is arranged, does not have its own fluid connection to the valve seat 6 , In the downstream of the well twelve arranged area 12b therefore only fluid passes 18 that the exit opening 10 overflowed. The recycled fluid 18 meets at the exit opening 10 on freshly supplied fluid 18 , This results in a turbulent flow which causes the fluid to have a large spray angle and a very homogenous mass distribution through the exit orifice 10 exit.

Die Höhe h1 der Vertiefung 12 ist in einem Bereich 12a, der stromaufwärts der Austrittsöffnung 10 (in der Darstellung der 4 auf der linken Seite) angeordnet ist, geringer als die Höhe h2 in einem Bereich 12b der Vertiefung 12, der stromabwärts der Austrittsöffnung 10 (in der Darstellung der 4 auf der rechten Seite) angeordnet ist. Durch Variieren der Höhen h1, h2 der Vertiefung 12 in den Bereichen 12a, 12b stromaufwärts und stromabwärts der Austrittsöffnung 10 kann das Verhältnis zwischen direkt ausströmendem Fluid 18 und die Austrittsöffnung 10 überströmendem Fluid 18 bedarfsgemäß verändert werden.The height h1 the depression twelve is in one area 12a , which is upstream of the outlet 10 (in the representation of 4 on the left side) is less than the height h2 in one area 12b the depression twelve , which is downstream of the outlet 10 (in the representation of 4 on the right). By varying the heights h1 . h2 the depression twelve in the fields of 12a . 12b upstream and downstream of the outlet 10 can the ratio between directly outflowing fluid 18 and the exit opening 10 overflowing fluid 18 be changed as needed.

5 zeigt eine Draufsicht auf eine Spritzlochscheibe 8 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In dem in der 5 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel ist in der Vertiefung 12 zusätzlich eine seitliche Verengung 34 ausgebildet. Durch eine solche Verengung 34 kann die Variation des zuströmenden Fluids 18 noch weiter gesteigert werden. In der in der Strömungsrichtung auf die Verengung 34 folgenden Erweiterung der Vertiefung 12 wird die Strömung zu turbulentem Verhalten angeregt, was eine noch stärkere zeitliche Variation des durch die Austrittsöffnung 10 ausgegebenen Fluidsprays zur Folge hat. 5 shows a plan view of a spray perforated disk 8th according to a second embodiment of the invention. In the in the 5 shown second embodiment is in the recess twelve additionally a lateral narrowing 34 educated. By such a narrowing 34 may be the variation of the incoming fluid 18 be further increased. In the direction of flow to the constriction 34 following expansion of the recess twelve The flow is stimulated to turbulent behavior, resulting in an even greater temporal variation of the through the outlet opening 10 issued fluid sprays result.

6 zeigt eine Draufsicht auf eine Spritzlochscheibe 8 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In der Spritzlochscheibe 8 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist der stromabwärtige Bereich der Vertiefung 12 als Rückführkammer 36 mit einem runden, insbesondere kreisförmigen Querschnitt ausgebildet ist. Die Rückführkammer 36 ist so geformt, dass Fluid 18, das die Austrittsöffnung 10 überströmt hat, so in einem Bogen zurück zur Austrittsöffnung 10 geführt wird, dass es in einem Winkel zwischen 80° und 100°, insbesondere in einem Winkel von 90°, auf die ursprüngliche Reduktionsmittelströmung trifft. Eine derart ausgebildete Rückführkammer 36 ermöglicht eine zusätzliche Variation des Verhältnisses zwischen direkt ausströmendem Fluid 18 und Fluid 18, welches die Austrittsöffnung 10 überströmt. Damit können die Geometrie und die Zusammensetzung des Sprays noch weiter variiert werden. 6 shows a plan view of a spray perforated disk 8th according to a third embodiment of the invention. In the spray-disk 8th According to the third embodiment, the downstream portion of the recess twelve as a return chamber 36 is formed with a round, in particular circular cross-section. The return chamber 36 is shaped to be fluid 18 that the exit opening 10 overflowed, so in an arc back to the outlet opening 10 is guided that it meets at an angle between 80 ° and 100 °, in particular at an angle of 90 °, the original reducing agent flow. Such a trained recirculation chamber 36 allows additional variation of the ratio between directly outflowing fluid 18 and fluid 18 which is the exit opening 10 overflows. Thus, the geometry and composition of the spray can be further varied.

7 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel eine Variante, in der zwei Rückführkammern 36 ausgebildet sind. Die beiden Rückführkammern 36 sind insbesondere spiegelsymmetrisch zur ursprünglichen Reduktionsmittelströmung stromaufwärts der Austrittsöffnung 10 ausgebildet. 7 shows as a further embodiment a variant in which two return chambers 36 are formed. The two return chambers 36 are in particular mirror-symmetrical to the original reducing agent flow upstream of the outlet opening 10 educated.

Zwischen Rückführkammern 36 ist eine der Austrittsöffnung 10 zugewandte Kante 38 ausgebildet, welche das die Austrittsöffnung 10 überströmende Fluid 18 symmetrisch auf die beiden Rückführkammern 36 verteilt.Between return chambers 36 is one of the exit opening 10 facing edge 38 formed, which is the outlet opening 10 overflowing fluid 18 symmetrical to the two return chambers 36 distributed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102004035119 [0005]DE 102004035119 [0005]
  • US 6102299 A [0006]US 6102299 A [0006]

Claims (10)

Spritzlochscheibe (8) für eine Einspritzvorrichtung (2) mit wenigstens einer Austrittsöffnung (10), wobei in der Spritzlochscheibe (8) um die wenigstens eine Austrittsöffnung (10) eine Vertiefung (12) derart ausgebildet ist, dass sie es Fluid (18) ermöglicht, durch die Vertiefung (12) zu der Austrittsöffnung (10) zu strömen und dass wenigstens ein Teil des Fluids (18), das nicht durch die Austrittsöffnung (10) austritt, die Austrittsöffnung (10) in der Vertiefung (12) überströmt.Spray perforated disc (8) for an injection device (2) with at least one outlet opening (10), wherein in the spray perforated disc (8) around the at least one outlet opening (10) has a recess (12) is formed such that it allows fluid (18) to flow through the depression (12) to the outlet opening (10) and that at least a portion of the fluid (18) which does not exit through the outlet opening (10) flows over the outlet opening (10) in the depression (12). Spritzlochscheibe (8) nach Anspruch 1, wobei die Vertiefung (12) so ausgebildet ist, dass wenigstens ein Teil des Fluids (18), das die Austrittsöffnung (10) überströmt, zur Austrittsöffnung (10) zurückgeführt wird.Spray hole disc (8) after Claim 1 wherein the recess (12) is formed so that at least a portion of the fluid (18), which flows over the outlet opening (10), is returned to the outlet opening (10). Spritzlochscheibe (8) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vertiefung (12) stromaufwärts der Austrittsöffnung (10) eine geringere Tiefe (hl) hat als stromabwärts der Austrittsöffnung (10).An orifice plate (8) as claimed in any one of the preceding claims, wherein the recess (12) has a lesser depth (hl) upstream of the outlet opening (10) than downstream of the outlet opening (10). Spritzlochscheibe (8) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vertiefung (12) als offener Kanal in der Spritzlochscheibe (8) ausgebildet ist.Spray perforated disc (8) according to one of the preceding claims, wherein the recess (12) is formed as an open channel in the spray perforated disc (8). Spritzlochscheibe (8) nach Anspruch 4, wobei in dem Kanal stromaufwärts der Austrittsöffnung (10) eine Verengung (34) ausgebildet ist.Spray hole disc (8) after Claim 4 , wherein in the channel upstream of the outlet opening (10) a constriction (34) is formed. Spritzlochscheibe (8) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vertiefung (12) stromabwärts der Austrittsöffnung (10) so ausgebildet ist, dass Fluid (18), das die Austrittsöffnung (10) überströmt, in einem Winkel von 80° bis 100°, insbesondere in einem Winkel von 90° zur Strömung stromaufwärts der Austrittsöffnung (10) zur Austrittsöffnung (10) zurückgeführt wird.Spray perforated disc (8) according to one of the preceding claims, wherein the recess (12) downstream of the outlet opening (10) is formed so that fluid (18), which flows over the outlet opening (10), at an angle of 80 ° to 100 °, in particular at an angle of 90 ° to the flow upstream of the outlet opening (10) is returned to the outlet opening (10). Spritzlochscheibe (8) nach Anspruch 6, wobei die Vertiefung (12) stromabwärts der Austrittsöffnung (10) mit wenigstens einer kreisförmigen oder halbkreisförmigen Rückführungskammer (36) ausgestattet ist, die ausgebildet ist, Fluid (18), das die Austrittsöffnung (10) überströmt, zur Austrittsöffnung (10) zurückzuführen.Spray hole disc (8) after Claim 6 wherein the recess (12) downstream of the outlet opening (10) is provided with at least one circular or semicircular return chamber (36) adapted to return fluid (18) overflowing the outlet opening (10) to the outlet opening (10). Spritzlochscheibe (8) nach Anspruch 7, wobei die Spritzlochscheibe (8) mit wenigstens zwei Rückführungskammern (36) ausgestattet ist, wobei die Rückführungskammern (36) insbesondere symmetrisch zur Strömungsrichtung des Fluids (18) stromaufwärts der Austrittsöffnung (10) ausgebildet sind.Spray hole disc (8) after Claim 7 wherein the spray perforated disk (8) is equipped with at least two recirculation chambers (36), the recirculation chambers (36) being in particular symmetrical to the flow direction of the fluid (18) upstream of the outlet opening (10). Einspritzvorrichtung (2) mit einer Spritzlochscheibe (8) nach einem der vorangehenden Ansprüche.Injection device (2) with a spray perforated disc (8) according to one of the preceding claims. Abgasreinigungssystem mit einer Einspritzvorrichtung (2) nach Anspruch 9, wobei die Einspritzvorrichtung (2) ausgebildet ist, ein fluides Reduktionsmittel in einen Abgasstrang (20) eines Verbrennungsmotors (22), insbesondere eines Dieselmotors (22), einzuspritzen.Emission control system with an injection device (2) according to Claim 9 in that the injection device (2) is designed to inject a fluid reducing agent into an exhaust line (20) of an internal combustion engine (22), in particular of a diesel engine (22).
DE102017209520.2A 2017-06-07 2017-06-07 Spray disk for injector Pending DE102017209520A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017209520.2A DE102017209520A1 (en) 2017-06-07 2017-06-07 Spray disk for injector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017209520.2A DE102017209520A1 (en) 2017-06-07 2017-06-07 Spray disk for injector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017209520A1 true DE102017209520A1 (en) 2018-12-13

Family

ID=64332765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017209520.2A Pending DE102017209520A1 (en) 2017-06-07 2017-06-07 Spray disk for injector

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017209520A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020211771A1 (en) 2020-09-21 2022-03-24 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Spray hole disc for injection device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6102299A (en) 1998-12-18 2000-08-15 Siemens Automotive Corporation Fuel injector with impinging jet atomizer
DE102004035119A1 (en) 2004-07-20 2006-02-16 Hydraulik-Ring Gmbh Atomization mechanism for treatment of exhaust gases of diesel engines with treatment medium consisting of urea and water solution in a certain proportion which is sputtered through nozzle of injector at predetermined pressure

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6102299A (en) 1998-12-18 2000-08-15 Siemens Automotive Corporation Fuel injector with impinging jet atomizer
DE102004035119A1 (en) 2004-07-20 2006-02-16 Hydraulik-Ring Gmbh Atomization mechanism for treatment of exhaust gases of diesel engines with treatment medium consisting of urea and water solution in a certain proportion which is sputtered through nozzle of injector at predetermined pressure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020211771A1 (en) 2020-09-21 2022-03-24 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Spray hole disc for injection device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10303858B4 (en) Fuel injector assembly with induced turbulence
EP0826097B1 (en) Pre-mixing chamber for an exhaust gas cleaning unit
DE112018003392B4 (en) MULTIPLE DEF INJECTION CONCEPT TO REDUCE THE RISK OF FORMATION OF SOLID DEPOSITS IN DIESEL AFTERTREATMENT SYSTEMS
DE112017007996T5 (en) Injector cone like a Venturi nozzle
DE19738859A1 (en) Mixture dispenser
WO2005005799A1 (en) Cooled device for metering reducing agent to the exhaust gas of a combustion engine
DE102012014334A1 (en) Mixing device for aftertreatment of exhaust gases
DE102011013335A1 (en) Exhaust system of an internal combustion engine
DE112017003665T5 (en) FLOW GAUGE FOR REDUCING DEPOSITS IN A DOSING CONE
DE102011086389A1 (en) Fuel injection valve
DE102015101850A1 (en) fuel injector
DE102007016481A1 (en) Atomizer arrangement for dispensing a finely atomized fluid
DE102011077276A1 (en) Valve for metering a flowing medium
DE102015102003A1 (en) Centerline injection for liquid-only reductant delivery
DE102017209520A1 (en) Spray disk for injector
DE4041921A1 (en) FUEL INJECTION DEVICE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
DE112020000577T5 (en) NOZZLE WITH SWIRLING SEAT
DE102013209272A1 (en) Valve for metering fluid
EP2825738A1 (en) Injection device
DE102006059761A1 (en) Exhaust pipe for an exhaust system of an internal combustion engine
WO2015071005A1 (en) Injection module and exhaust system having an injection module
DE60119007T2 (en) Fluid injector
WO2015052031A1 (en) Nozzle element for an injection valve, and injection valve
DE102018129954A1 (en) Mixing device for a fuel injection system of an internal combustion engine
DE102019207697A1 (en) Injection module for a reducing agent